OPC技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

張海生,王恒宇（山東濟(jì)南濟(jì)鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司,濟(jì)南 250101）

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OPC技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

張海生,王恒宇
（山東濟(jì)南濟(jì)鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司,濟(jì)南 250101）

摘 要：隨著各類科學(xué)技術(shù)及設(shè)備在工業(yè)中應(yīng)用，工業(yè)控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)交換和共享日益重要，同時(shí)也是長(zhǎng)期以來困擾其發(fā)展的因素之一。OPC技術(shù)可以提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，在工業(yè)控制系統(tǒng)中極具應(yīng)用價(jià)值。本文闡述了OPC技術(shù)的概念及其功能，探討其在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工業(yè)控制系統(tǒng)；數(shù)據(jù)；OPC技術(shù)；應(yīng)用

1 OPC技術(shù)的概念

OPC技術(shù)是由微軟公司開發(fā)，它是工業(yè)過程控制的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，包含過程控制的系統(tǒng)性接口、屬性以及方法，其基本原理通過對(duì)嵌入及對(duì)象鏈接技術(shù)的運(yùn)用，進(jìn)行過程控制，建立的基礎(chǔ)是OLE/COM/ DCOM技術(shù)。［1］作為面對(duì)操作對(duì)象的統(tǒng)一性工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)，它提出了在各相關(guān)客戶機(jī)之間應(yīng)用Microsoft操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化交換的方法。

2 OPC技術(shù)的功能概述

OPC服務(wù)器的主要功能是通過設(shè)備接口對(duì)應(yīng)用設(shè)備的相關(guān)信息進(jìn)行收集，完成后將其有標(biāo)準(zhǔn)接口傳遞至相應(yīng)客戶端服務(wù)器，由于服務(wù)器通道齊全，用戶可以按照自身需求的不同選取適合規(guī)范。其功能表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）該技術(shù)采用Windows標(biāo)準(zhǔn)接口體系，因此設(shè)備硬件接口程序只需一個(gè)，同時(shí)用戶只需配套相應(yīng)軟件通訊接口程序，在硬件及軟件開發(fā)上都有極大便利。（2）基于OLE/DCOM技術(shù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持功能，將各子系統(tǒng)設(shè)置于不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，從而將其在物理上分開，實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程調(diào)用功能，應(yīng)用程序不會(huì)受到系統(tǒng)硬件分布限制，拓展其應(yīng)用范圍。（3）通過對(duì)象鏈接技術(shù)，將對(duì)象封存而保留接口方法，由接口限定下的統(tǒng)一方法進(jìn)行調(diào)用，通過對(duì)接口函數(shù)的規(guī)范，保障不同形態(tài)的設(shè)備都可以以統(tǒng)一方式調(diào)用，系統(tǒng)的開放性得到極大的提升，不同系統(tǒng)之間的交互連接更易實(shí)現(xiàn)，使用戶的使用更加方便。

3 OPC技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)中，往往會(huì)在極短的時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)，產(chǎn)生大量過程數(shù)據(jù)，這對(duì)其控制系統(tǒng)提出很高要求，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，更新維護(hù)方便快捷是其重要特征。OPC技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)中應(yīng)用，其具備諸多優(yōu)勢(shì)，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、信息交換能力強(qiáng)，并且由于其升級(jí)維護(hù)便捷，系統(tǒng)使用壽命可以得到較好的保障，同時(shí)，其良好的開放性和兼容性使得各類工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的連接更為靈活、快捷。OPC技術(shù)用作工業(yè)控制系統(tǒng)的核心技術(shù)，其在數(shù)據(jù)交換中的強(qiáng)大功能，使之在工業(yè)控制眾多領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。（如圖1）

圖1 基于OPC的集成工業(yè)控制系統(tǒng)

3.1 應(yīng)用OPC技術(shù)，構(gòu)建工業(yè)控制系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)備控制平臺(tái)

計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)中得以廣泛的應(yīng)用，推動(dòng)了工業(yè)進(jìn)程的發(fā)展，同時(shí)也對(duì)系統(tǒng)提出了更高的要求。DCS工業(yè)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)功能都已逐步得到完善，但是其規(guī)模也隨之日益龐大，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，系統(tǒng)組成中不僅有各類不同的程序，還會(huì)有不同生產(chǎn)商提供的不同設(shè)備。軟件和硬件上都難以配套，這會(huì)使得每種設(shè)備都需要不同的驅(qū)動(dòng)程序，這些控制軟件的升級(jí)、維修、兼容性問題都會(huì)給工業(yè)控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用OPC技術(shù)，在其統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，各方開發(fā)者都只需要開發(fā)支持OPC接口標(biāo)準(zhǔn)的程序，就可以通過通用接口完成數(shù)據(jù)交換，使各類設(shè)備間的控制平臺(tái)統(tǒng)一起來。

3.2 應(yīng)用OPC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)異構(gòu)網(wǎng)段數(shù)據(jù)的有效交換

工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)目前仍舊處于總線標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一的狀況，系統(tǒng)集成存在數(shù)據(jù)兼容問題，同時(shí)異構(gòu)網(wǎng)段數(shù)據(jù)交換不暢通，其主要原因在于缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口。應(yīng)用OPC技術(shù)，就可以將其作為異構(gòu)網(wǎng)段的轉(zhuǎn)換體，完成集成控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。其具體操作為，為不同種類總線配置相應(yīng)OPC服務(wù)器，在這個(gè)統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)下，不同程序軟件都可以對(duì)該OPC服務(wù)器進(jìn)行訪問，從而實(shí)現(xiàn)不同總線間的數(shù)據(jù)交換。并且，即使某個(gè)總線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議升級(jí)，也可以通過對(duì)相關(guān)總線及應(yīng)用程序進(jìn)行相應(yīng)修改即可保持?jǐn)?shù)據(jù)的有效流通。

3.3 應(yīng)用OPC技術(shù)，可以為工業(yè)控制系統(tǒng)升級(jí)奠定基礎(chǔ)條件

當(dāng)前控制系統(tǒng)的發(fā)展方向是網(wǎng)絡(luò)化，不僅其內(nèi)部各程序之間使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而且不同控制系統(tǒng)之間也通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接，集成為功能更為強(qiáng)大的綜合控制體系。與此同時(shí)，作為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的組成部分，工業(yè)控制系統(tǒng)與企業(yè)其它功能系統(tǒng)也會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)連接，其作為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)存在。［2］由于工業(yè)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)企業(yè)其他功能系統(tǒng)的作用發(fā)揮可以起到有效支撐及補(bǔ)充作用，以其作為中心可以構(gòu)建功能更為完善的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息集成。例如設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)等都可以應(yīng)用OPC技術(shù)進(jìn)行信息集成。將OPC作為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)統(tǒng)一接口規(guī)范，可以與其它功能系統(tǒng)結(jié)合，提升工業(yè)控制系統(tǒng)及整個(gè)企業(yè)管理控制水準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

工業(yè)控制系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，其良好的運(yùn)作對(duì)提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平有著極其重要的作用。應(yīng)用OPC技術(shù)，可以為工業(yè)控制系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換和流通提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，保障其信息渠道的通暢。同時(shí)，在其可以有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成的基礎(chǔ)上，可以很大程度上提升工業(yè)控制系統(tǒng)的能力及實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理控制整體網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。

參考文獻(xiàn)：

［1］袁蔭.工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)OPC技術(shù)和異構(gòu)系統(tǒng)集成的研究［D］.安徽工程大學(xué),2012.

［2］郭志剛,王文浩.OPC技術(shù)及其在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.機(jī)械工程與自動(dòng)化,2012（01）：192-194+196.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.051